题目
6、求曲线y=((x+1)^2)/(x^2)-1的水平和垂直渐近线.
6、求曲线$y=\frac{(x+1)^{2}}{x^{2}-1}$的水平和垂直渐近线.
题目解答
答案
将函数 $ y = \frac{(x+1)^2}{x^2-1} $ 简化为 $ y = \frac{x+1}{x-1} $($ x \neq -1 $)。
1. **垂直渐近线**:
当 $ x \to 1 $ 时,分母 $ x-1 \to 0 $,函数值趋于无穷大,故垂直渐近线为 $ x = 1 $。
$ x = -1 $ 为可去间断点,非垂直渐近线。
2. **水平渐近线**:
当 $ x \to \infty $ 或 $ x \to -\infty $ 时,$ \lim_{x \to \infty} \frac{x+1}{x-1} = 1 $,故水平渐近线为 $ y = 1 $。
**答案**:
垂直渐近线:$ \boxed{x = 1} $
水平渐近线:$ \boxed{y = 1} $
解析
本题考查曲线渐近线的求解,解题思路是先对函数进行化简,再分别根据垂直渐近线和水平渐近线的定义来求解。
- 化简函数:
已知函数$y = \frac{(x + 1)^2}{x^2 - 1}$,根据平方差公式$a^2-b^2=(a+b)(a-b)$,可得$x^2 - 1 = (x + 1)(x - 1)$,则函数可化简为$y = \frac{(x + 1)^2}{(x + 1)(x - 1)}=\frac{x + 1}{x - 1}$($x\neq -1$)。 - 求垂直渐近线:
垂直渐近线的定义为:若$\lim\limits_{x \to x_0^+} f(x) = \infty$或$\lim\limits_{x \to x_0^-} f(x) = \infty$,则$x = x_0$为曲线$y = f(x)$的垂直渐近线。
对于函数$y = \frac{x + 1}{x - 1}$,当$x \to 1$时,分母$x - 1 \to 0$,此时$\lim\limits_{x \to 1^+} \frac{x + 1}{x - 1}=+\infty$,$\lim\limits_{x \to 1^-} \frac{x + 1}{x - 1}=-\infty$,函数值趋于无穷大,所以垂直渐近线为$x = 1$。
当$x = -1$时,原函数$y = \frac{(x + 1)^2}{x^2 - 1}$的分子分母都为$0$,但化简后$y = \frac{x + 1}{x - 1}$在$x = -1$处有定义,$x = -1$为可去间断点,不是垂直渐近线。 - 求水平渐近线:
水平渐近线的定义为:若$\lim\limits_{x \to +\infty} f(x) = A$或$\lim\limits_{x \to -\infty} f(x) = A$($A$为常数),则$y = A$为曲线$y = f(x)$的水平渐近线。
对于函数$y = \frac{x + 1}{x - 1}$,求$\lim\limits_{x \to \infty} \frac{x + 1}{x - 1}$,分子分母同时除以$x$,可得:
$\lim\limits_{x \to \infty} \frac{x + 1}{x - 1}=\lim\limits_{x \to \infty} \frac{\frac{x}{x} + \frac{1}{x}}{\frac{x}{x} - \frac{1}{x}}=\lim\limits_{x \to \infty} \frac{1 + \frac{1}{x}}{1 - \frac{1}{x}}$
当$x \to \infty$时,$\frac{1}{x} \to 0$,则$\lim\limits_{x \to \infty} \frac{1 + \frac{1}{x}}{1 - \frac{1}{x}}=\frac{1 + 0}{1 - 0}= 1$,所以水平渐近线为$y = 1$。